廣州地鐵運營客流分布特征研究與應用

袁 江，彭 磊

廣州地鐵運營客流分布特征研究與應用

袁 江，彭 磊

（廣州地鐵設計研究院有限公司，廣州 510010）

針對目前廣州地鐵運營過程中列車車廂及車站站臺過度擁擠的問題，通過對廣州地鐵實際運營客流分布特征的調查與分析，在時間維度上提出客流分布在年內、月內及周內的不均衡規律，分析節假日對車站客流的影響，在空間維度上分析車廂內客流密度在不同區間、不同編組、不同車廂區域的分布規律和客流在車站站臺上的分布規律。通過對現狀特征的重新審視，提出設計階段客流預測數據的選用原則、車廂站立密度對站臺乘客上下車時間的影響及車站布局形式與站臺客流分布的關系。為廣州后續軌道交通線路精細化設計提供依據，為國內類似城市地鐵設計、運營組織提供參考。

客流分布；站立密度；上下車時間；精細化設計

近年來廣州市軌道交通規劃建設進入高速發展階段，截至2016年底， 建成開通約309 km軌道交通線路，穩居全國第三、世界前十，地鐵客運量占公共交通客運總量比例逐年增長至44%（見圖1），緩解了城市道路交通擁堵問題，提升了市民的生活質量。

隨著線網客運量的不斷增長，列車、站臺及相關客流集散通道的擁堵問題逐漸顯現，如現狀3號線高峰時段車廂站立密度已近8人/m2，因此掌握現狀客流分布特征及相關客流密度分布的實際規律，提出與實際相符的精細化設計標準成為軌道交通網絡化運營階段面臨的新課題[1-5]。

圖1 地鐵線網總里程和地鐵客運量占公共交通客運量比例

1 時間維度上的客流分布特征

通過對現狀運營網絡進出站刷卡數據的整合，利用EMME/4交通分析軟件對廣州市軌道交通建立分配模型，得出時間維度上的客流分布特征。

1.1 全年客流分布規律

2016年地鐵線網日均客運量701萬人次/d，最高日客運量897萬人次，最低日客運量260萬人次，日客流波動幅度在–62.96%至+27.78%之間。月均最高743萬人次，月均最低542萬人次，月均客運量波動幅度在–22.79%至5.84%之間（見圖2）。因此不論日均或月均客流均有較明顯的波動分布特征，日客流波動幅度大于月均客流波動幅度。

圖2 2016年全網客運量波動情況

1.2 周內客流分布規律

通過對連續幾周內的客流監控，得出線網客流在1周內的波動規律。一般情況下周五客運量達到波峰值，周六日迅速下降至波谷值，周一形成次高峰（見圖3）。根據統計，周內客流較平均值的波動范圍在–10.66%至10.24%之間（見表1）。

圖3 全網客運量周內波動情況

1.3 全日客流分布規律

受通勤客流的變化，全日客流在工作日及節假日呈現不同的分布規律。工作日早晚高峰明顯，早高峰客流最大，約占12%。節假日高峰特征不明顯，無明顯早高峰，晚高峰系數約為9%，如圖4、圖5所示。

表1 全網客運量一周內波動情況統計

圖4 全網各線客運量工作日全日分布情況

圖5 全網各線客運量節假日全日分布情況

聯系對外交通樞紐的車站和旅游景點的車站，其節假日突發客流現象明顯。以廣州火車站為例，相比工作日，客流量在節假日有了明顯的上升，增幅近50%（見表2）。

表2 廣州火車站工作日和節假日客流對比

1.4 高峰小時內的客流分布規律

由于軌道交通安全準點的特征，高峰時段內的客流具有較強的集中性。目前線網進出站超高峰15 min發生在08：30—08：45內，超高峰小時系數為1.05（見表3）。

表3 線網進出站客流超高峰小時時段及系數

線網典型線路高峰小時客運量超高峰15 min發生在08：45—09：00內，超高峰小時系數在1.09～1.15之間（見表4）。

表4 線網典型線路客運量超高峰小時時段及系數

線網典型線路高峰小時最大客流斷面超高峰15 min則發生在08：00—08：15內，超高峰小時系數在1.33～1.62之間（見表5）。

表5 線網典型線路客流斷面超高峰小時時段及系數

2 空間維度上的客流分布特征

2016年6月27日（周一），早7：50—9：10，對5號線下行方向（文沖—滘口）進行跟車調查，調查方式為跟車錄像，5號線共18個車門，每個車門安排1人對上下車乘客進行錄像。通過對5號線早高峰時段內跟車調查數據和車站區域監控設備數據的采集分析，得出列車車廂和車站站臺在空間維度上的客流分布特征。

2.1 列車車廂內客流密度

根據跟車調查數據，在6L編組列車AW2定員1 402人/列，當日高峰行車間隔27對/h的前提下，計算得出各區間列車平均站立密度如圖6所示，由于各個區間客流大小的不同，各區間站立密度的分布也不相同，其中員村—潭村區間站立密度最大，為6.8人/m2。

圖6 5號線早高峰各區間列均站立密度分布

進一步根據員村—潭村區間各個車門的具體數據對每一輛車內的站立密度進行分析（見圖7）。在全列平均站立密度6.8人/m2的情況下，全列6輛編組的單輛車內站立密度在5.4～7.7人/m2之間波動，密度最大的車廂為前進方向的第2節車廂。

進一步借助車廂內部的監控視頻對第2節車廂內不同區域的乘客密度進行了統計分析，如圖8所示，將車廂分為A、B、C 3個區域。

圖7 5號線員村—潭村區間車廂站立密度分布

圖8 列車前進方向第2節車廂內區域劃分

靠近站臺側車門區域A受頻繁上下客影響，客流積聚明顯，車門附近密度明顯高于其他區域，為8.49人/m2。坐席中間的站立區域C上下車不便，客流積聚較少，密度最低，為7.02人/m2。車門內側非靠近站臺側區域B站立密度介于區域A和C之間，為7.93人/m2。

2.2 車站站臺客流密度

對比地鐵設計規范中對站臺人均面積0.33～0.75 m2/人的要求，全線車站珠江新城站、車陂南站站臺平均密度低于規范0.33 m2/人，滘口、廣州火車站、五羊邨、楊箕站站臺平均密度低于規范0.75 m2/人（見圖9）。

圖9 5號線站臺平均客流密度分布調研結果

在站臺平均密度的基礎上，考慮實際客流在站臺上的分布為不均衡分布，結合各個車門的上下客數據推斷乘客在站臺上的不均衡分布情況如圖10所示。

圖10 5號線廣州火車站站臺不同區域客流分布

3 客流特征的總結與實踐

3.1 客流預測數據的合理選用

軌道交通客流預測采用城市交通的宏觀模型，預測客流結果為相應年限的年均數值。根據實際客流規律，設計階段系統能力宜在預測斷面客流的基礎上適當考慮斷面客流的不均衡分布及超高峰特征。同時不同性質的站點高峰時段與全線斷面高峰時段不可能完全一致，站點設計應采用車站客流的高峰數據進行。因此在設計階段客流預測數據的選用應遵循“線路高峰”、“車站高峰”及“節假日高峰”3種高峰客流按照不同需求選用的原則[6-10]。

3.2 編制符合客流特征的列車運行圖

在實際運營中結合工作日及節假日客流分布規律的不同（見表6），編制各時段運力分布方案不同的列車運行圖。在不造成運能浪費的前提下，平衡列車在不同區間、不同車輛編組、車內不同區域的乘客擁擠度和服務水平的關系，同時可根據平峰低峰客流需求相對較小的條件適當降低巡航速度運行，達到節約牽引能耗的目的。

表6 廣州地鐵工作日與雙休日不同運力峰期時段對比

3.3 車廂擁擠度對乘客上下車時間的影響

選取5號線4號車門在全線各站的上下車時間進行統計，得出車廂內站立密度與車門上下客能力的關系，如圖11所示。在車廂內站立密度小于6人/m2時，車門上下車能力一般可以按照0.6 s/人考慮，當車內站立密度大于6人/m2時，受車廂內擁擠的影響，乘客上下車平均時間大幅提高，如當車內站立密度達到7人/m2時，平均每人上下車時間由原0.6 s/人延長到1.4 s/人。

圖11 車門上下車能力與車廂內站立密度的關系

3.4 站臺擁擠度與車站布局的關系

站臺候車客流分布的不均衡性，除了受乘客隨機選擇的影響外，與站臺布局關系密切，其中站臺樓梯、扶梯的分布位置影響較大，如圖12所示。

圖12 文沖站站臺客流分布與車站樓扶梯位置的關系

為保證站臺乘客盡量均衡分布，在車站設計時宜盡量考慮上下樓扶梯在站臺上均衡分布，不宜過于集中，如樓扶梯采用八字型布置，交錯分布在站臺區域等。

4 結語

本文結合實際軌道交通運營的調研情況對客流在時間和空間上的分布特征進行了梳理總結，提出了基于現狀的運輸組織匹配方案、客流預測選用原則，以及與設計工作相關的上下客效率與車廂內擁擠程度的關系、站臺候車客流分布與車站設備布局的關系等。為廣州后續軌道交通線路精細化設計提供了一種思路，國內類似城市地鐵設計、運營組織也可作為一種參考。

[1] 廣州地鐵設計研究院有限公司. 廣州地鐵列車、車站服務水平調研及服務等級分類研究報告[R]. 廣州, 2016. Guangzhou Metro Design Institute Co., Ltd. Report on service level and service classification of Guangzhou metro train and station[R]. Guangzhou, 2016.

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[10] 廣州地鐵設計研究院有限公司. 廣州地鐵5號線初步設計報告[R]. 廣州, 2010. Guangzhou Metro Design Institute Co., Ltd. Design report of Guangzhou Metro Line 5[R]. Guangzhou, 2010.

（編輯：郝京紅）

Research and Application of Passenger Flow Distribution Characteristics of the Guangzhou Metro

YUAN Jiang, PENG Lei

(Guangzhou Metro Design and Research Institute Co., Ltd., Guangzhou 510010)

In view of the current issues on overcrowded compartments and platforms in the operation of the Guangzhou Metro, a survey and analysis of the passenger flow distribution characteristics for actual operations in the metro have been conducted. Based on the perspective of time, the disequilibrium of passenger flow distribution regularity within weeks, months, and years is proposed, and the effect of holidays on passenger flow is analyzed. Based on the perspective of space, the distribution regularity of passenger flow density in different intervals, groups, areas of the compartments, and the passenger flow distribution on the platforms are analyzed. Opinions on the current characteristics, selective principles of passenger flow forecasting datum during design, influence of the standing density of compartments on the time for passenger boarding and alighting, and relationship between the pattern of station layout and the distribution of passenger flow on the platform are proposed to provide a basis for the elaborate route design of the successive rail transits in Guangzhou and to provide a good reference for similar urban metro design and operation in China.

passenger flow distribution; standing density; boarding and alighting time; elaborate route design

10.3969/j.issn.1672-6073.2018.04.013

U231

A

1672-6073(2018)04-0063-06

2017-06-28

2017-07-31

袁江，男，本科，高級工程師，從事城市軌道交通前期規劃及設計工作，yuanjiang@dtsjy.com